Модель сверхширокополосных сигналов в радиопередающих устройствах с линейными антенными решетка-ми

Постановка проблемы. Построение систем сверхширокополосной (СШП) радиосвязи включает в себя поиск эффективных способов формирования сигналов для передачи по радиоканалам при малых искажениях форм в антенно-фидерных трактах. Для достижения высоких показателей усиления мощности волновых процессов в радиопередающих устройствах применяются антенные решетки, позволяющие выполнять синхронное сложение сигналов, излучаемых различными элементами, в пространстве. При этом нестационарное финитное возбуждение антенно-фидерных трактов и отклонения передаточных функций усилительных каскадов радиопередающих устройств, согласующих и распределительных линий в диапазоне рабочих частот от прямоугольной формы, характерной для идеального пространственно-временного преобразователя, обусловливают существенные отличия структуры и параметров излучаемого сигнала от его характеристик, задаваемых передатчиком. Для исследования закономерностей трансформации СШП-сигналов с регулярными и разрывными огибающими при излучении требуется построить модель и с использованием аналитического представления передаточных функций и переходных комплексных коэффициентов передачи антенно-фидерных трактов найти угло-временные диаграммы волновых процессов, формируемых антенными решетками.

Цель. Провести анализ закономерностей трансформации СШП-радиоимпульсов с гауссовскими и прямоугольными огибающими при излучении линейными антенными решетками.

Результаты. Для анализа закономерностей излучения СШП-сигналов получено аналитическое представление их пространственно-временного распределения на основе свертки импульсной переходной характеристики антенно-фидерного тракта передающего устройства и мгновенных амплитуд электродвижущих сил, развиваемых на входах линейной антенной решетки. В интересах формализованного описания и расчета характеристик переходных процессов возбуждения антенной системы получены выражения для передаточной функции и переходного комплексного коэффициента передачи антенно-фидерного тракта. Найдены эквивалентные частотные и временные размеры сигналов, излучаемых антенными решетками, а также угловые распределения их амплитуд при возбуждении диапазонных и резонансных антенных элементов импульсами с регулярной и разрывной огибающими. С использованием разработанной модели выявлены закономерности трансформации и определены пределы изменения частотно-временных параметров СШП-сигналов за счет преобразований в антенно-фидерных трактах линейных антенных решеток.

Практическая значимость. Полученные результаты позволяют обосновывать конструкции антенно-фидерных трактов и диаграммообразующих схем по распределению спектральных плотностей комплексных амплитуд электродвижущих сил, развиваемых на входах антенных решеток, для достижения высоких уровней излучаемой мощности и сканирования пространства с усилением СШП-сигналов.